变电站讲解——直流系统
变电站直流系统讲解
蓄电池：阀控式密封铅酸蓄 电池
■ 该蓄电池组运行过程中充电方式通常有三种： ■ （1）初充电 ■ （2）浮充电 ■ （3）均衡充电
■ （1）初充电：
■ 新安装的蓄电池或大修中更换的蓄电池第一次充电， 称为初充电。初充电电流为1.0倍I10（10小时率放 电电流），单体电池充电电压到2.3~2.4V时电压平 衡，电压下降即可投运，即转为浮充运行。
电池巡检单元
开关量检测单元
■ 开关量检测单元是对开关量在线检测及告警干节点输出的一 种设备。比如在整套系统中哪一路断路器发生故障跳闸或者 是哪路熔断器熔断后开关量检测单元就会发出告警信号，并 能通过监控系统显示出是哪一路断路器发生故障跳闸或者是 哪路熔断器熔断。目前开关量检测单元可以采集到1-108路 开关量和多路无源干节点告警输出。
■ 蓄电池在充电和放电过程中，端电压的变化很大，放电时，酸性蓄电池 每个蓄电池的端电压由2V下降到1.75-1.8V；充电时则由2.1升高到2.6-2.7。 为了维持直流母线电压的稳定，在充放电过程中必须调整电压。在电力 系统中，多采用端电池调节器，用来调节接到母线上蓄电池的数目，以 维持直流母线的电压。为此，将全部蓄电池分为两部分，一部分固定不 调的基本蓄电池，另一部分是可调的端电池。在充放电过程中，通过改 变段电池的数目，达到维持母线电压基本稳定的目的。
直流系统的用途
■ 广泛应用于水力、火力发电厂，各类变电站 和其它使用直流设备的用户(如发电厂、变电 站、配电站、石化、钢铁、电气化铁路、房地 产等)，为信号设备、保护、自动装置、事故 照明及断路器分、合闸操作提供直流电源，它 也同样广泛的应用于通信部门、计算机房、医 院、矿井、宾馆，以及高层建筑的可靠应急电 源，用途十分广泛。
■ 还有直流系统的心脏是蓄电池，对蓄电池进行 科学的维护是直流系统的核心工作。
直流系统基础知识详解
直流系统基础知识详解一、直流系统的作用1. 直流系统在变电站中为控制、信号、保护、自动装置及事故照明等提供可靠的直流电源。
它还为操作提供可靠的操作电源。
直流系统的可靠与否，对变电站的安全运行起着至关重要的作用，是变电站安全运行的保证。
2. 在生产设备发生故障的关键时刻，直流系统故障，特别是全站控制直流消失，必将造成主设备严重损坏或火灾、爆炸、电力系统大面积停电等极其严重的后果和巨大经济损失。
二、直流系统构成的主要部件1. 蓄电池、充电机、直流母线、绝缘监察装置、馈出负荷。
2. 直流系统示意图：3. 组成一个不可分割的整体。
若把蓄电池比喻成身体的心脏，直流回路就是身体中的血管，直流负载是身体的肌肉，而充电装置就是身体的脾脏，它担负这生血和造血的功能4. 直流系统的相关技术措施i. 变电站的交流、直流回路不能公用一条电缆：原因交直流系统是互相独立的直流系统绝缘系统而交流是接地系统，两者公用一条电缆，若两者一旦发生短路会造成直流接地，同时影响两个系统。
交流传入直流后果不堪设想，华北电网就发生类似事故。
造成大面积停电事故。
同时公用电缆会干扰。
ii. 变电站直流系统应使用专用的直流熔断器。
用交流熔断器的直流灭弧性能差iii. 高压开关柜、开关机构箱内的照明和加热器不能使用直流电源iv. 事故照明使用蓄电池时应限制事故照明的容量和使用时间。
三、蓄电池1. 阀控密封铅酸蓄电池的特点（本讲义主要讲解该种蓄电池，以下简称蓄电池）1) 常采贫液式设计（也有胶体式，但使用不多），在正负极板之间预留有气体通道，电池充电过程中，正极上产生的氧气通过隔板顺利到达负极，与负极活性物质反应并还原成水，从而实现了气体再化合；同时板栅的设计，抑制了氢气的析出，达到基本不失水的目的。
在电池的整个使用寿命期间，不用加酸加水2) 电池气密和液密好，使用过程中无酸雾溢出，不腐蚀设备3) 正常浮充使用寿命10年4) 自放电小5) 结构紧凑6) 安全阀：内部气压超过预定值时，安全阀自动开启，释放气体，内部气压降低后安全阀自动闭合，同时防止外部空气进入蓄电池内部2. 蓄电池的作用充电装置与与蓄电池并联工作，蓄电池的外特性较平坦，蓄电池的内阻比充电装置小，再通过大电流时，大部分电流由蓄电池承担，充电装置在由平时很小的输出电流突然需要输出几十乃至几百安的大电流时，相当于是个短路过程，一般充电装置都设有限流保护装置。
变电站直流系统介绍及常见故障处理
变电站直流系统介绍及常见故障处理变电站直流系统用于高压电力传输和分配系统中交流电的转换成直流电。
变电站直流系统由直流电源、电池组、充电设备、直流低压配电室和控制室等组成。
直流电源提供高质量的电源电流，电池组作为应急备战系统，能够在交流电源故障时提供长时间的电力保障。
为了保证直流系统的正常运行，需要对常见故障加以处理。
一、常见故障及其处理1. 直流供电系统低压断路器跳闸解决方法：首先检查直流电源输出电压是否正常，然后分别检查电池组输出电压、直流负载电流和分支电源输入电压是否正常，确定故障点进行排除。
2. 电池组渗液解决方法：对于存在渗液情况，应立即检查电池组液位是否正常，如出现液位下降现象，则应及时添加脱气水，并检查电池电解液的比重值，确保电池组运行稳定。
3. 直流电源输出电压不稳定解决方法：在进行干扰分析后，应调整直流电源的输出电压和工作电流，尽可能减小电源产生的干扰影响。
二、如何确保直流系统正常运行1. 做好维护工作变电站直流系统的维护包括对直流电源、电池组、充电设备、直流低压配电室、控制室等各部件的维护检查和监控，从而确保系统的安全运行。
同时，应定期对系统设备进行保养维护，发现问题及时排除。
电池组是直流系统中重要的应急备战设备，其电解液的质量直接影响电池的开放电路电压和长期存储容量，应严格控制电池电解液的比重值，并定期添加脱气水，以保证电池组的正常运行。
3. 控制电气环境的质量直流电源、电池组等电气设备对于电气环境质量的要求非常高，例如电磁干扰和电磁泄漏，此时需采取措施，比如安排漏电保护器，减小干扰源的输出电压和电流等，以保证电气环境的质量。
总之，要确保变电站直流系统的正常运行，需要定期进行设备检查和维护，保证电池组电解液的质量和控制电气环境的质量。
此外，对于常见故障需要及时做好故障排查和处理，以确保系统的持续稳定运行。
变电站直流系统介绍及常见故障处理
变电站直流系统介绍及常见故障处理
变电站直流系统是指变电站中用来供电变压器和输电线路的直流电源系统。
它主要由直流母线、直流电源、直流断路器、直流负载以及相关的保护装置等组成。
直流系统的主要作用是对变电站中的直流设备进行供电，包括直流电动机、直流控制装置、直流照明等。
直流系统还起到稳定变电站的电网电压的作用，通过调节直流系统的电压来实现对交流电网电压的稳定控制。
直流系统的常见故障包括：电源故障、负载短路、直流线路断电、直流电源过负荷、直流断路器失灵等。
针对这些故障，以下是常见故障处理方法：
1. 电源故障：首先检查直流电源的工作状态和电压输出情况，确定电源是否正常工作。
如果电源出现故障，需要及时修复或更换电源。
2. 负载短路：首先切断负载电路，然后检查负载电路中是否有短路故障，修复或更换故障部件后重新接通负载电路。
3. 直流线路断电：检查直流线路是否断开，如果是由于线路故障造成的断电，需要找到线路故障的位置，并进行修复。
4. 直流电源过负荷：检查直流电源的负载情况，调整负载大小，确保直流电源在额定负荷范围内工作。
5. 直流断路器失灵：检查直流断路器的工作状态，如果发现断路器失灵，需要及时修复或更换断路器。
在处理直流系统故障时，需要严格按照操作规程进行操作，确保自身安全。
还应采取预防措施，定期对直流系统进行检查和维护，以减少故障的发生。
变电站直流系统浅析
变电站直流系统浅析变电站直流系统是现代电力系统中不可或缺的重要组成部分。
它主要用于电力输送、负载平衡、能源储备以及故障处理等方面。
因此，在高压输电领域中，直流系统被广泛应用。
本文将对变电站直流系统的原理和应用进行浅析。
一、变电站直流系统的原理变电站直流系统主要由以下部分组成：直流输电线路、换流器、滤波器、逆变器和脉宽调制控制系统等。
在直流输电线路中，直流电流可以通过两种方式传输：单极串联方式和双极并联方式。
在单极串联方式下，直流线路只需要一根极线，而在双极并联方式下，需要两根极线，其中一根为正极，一根为负极。
换流器是直流系统中最重要的组成部分。
它通过将交流电转换为直流电，将直流电转换为交流电。
在直流到交流的转换中，换流器采用了脉宽调制技术，将直流电脉冲调制成高频交流电；在交流到直流的转换中，则应用了逆变器，将高频交流电转换成直流电。
滤波器主要用于滤除交流电中的高频成分，以保证换流器输出的直流电质量，避免对输电线路和负载产生过高的影响。
二、变电站直流系统的应用1.电力输送在电力输送领域中，变电站直流系统可实现高压、长距离的输电。
因为在长距离输电时，直流电输送的电阻小，能耗低，因而经济效益更好。
同时，直流输电线路占用的空间也较小，成本相对较低。
2.负载平衡在变电站直流系统中，可以通过升压逆变器和调制宽度变换器来调节直流电压和频率，实现系统电压、功率的平衡调整。
当负载发生变化时，可以通过系统控制来实现对直流电的稳定输出，维持系统的电能质量。
3.能源储备具有能量储备功能的电源连接系统可以用作变电站的备用电源。
直流系统的电池组可以吸收电力系统中的峰值电量，存储能量。
当电力系统需要能量时，电池组可以向电力系统提供能量，满足电力需求。
4.故障处理变电站直流系统通过少量硅控整流装置，可以有效地处理复杂的系统故障。
在电力系统中，尤其是在多重回路系统中，如果其中一个回路故障，整个系统可能会停止运行。
然而，直流系统可以通过控制局部开关，仅将崩溃的回路断开，使其他回路继续运行，保证整个系统的连续性工作。
变电站直流系统介绍及常见故障处理
变电站直流系统介绍及常见故障处理直流系统在现代变电站中扮演着非常重要的角色。
变电站直流系统通常由直流电源、直流配电设备和直流负载组成。
其主要作用是为变电站提供直流电源，为直流负载提供电源，并可实现直流设备的保护和控制。
直流系统还能够提供电能存储和备用电源，以及实现直流设备之间的能量互换。
在变电站中，直流系统的运行稳定性和可靠性对整个系统的安全运行起着至关重要的作用。
直流系统通常由直流电源、直流配电设备和直流负载组成。
直流电源通常采用整流变流器作为主要设备，能够将交流电源转换为直流电源。
直流配电设备主要包括直流断路器、直流隔离开关和直流负载开关等设备，用于对直流系统中的各种设备进行控制和保护。
直流负载主要指直流设备和设备群，通常包括直流电机、直流加热装置、直流照明等负载设备。
二、常见故障及处理方法1. 直流电源故障直流电源故障是直流系统中最常见的故障之一。
直流电源故障可能包括整流变流器故障、直流电源控制系统故障、直流电源输出电压异常等。
一旦直流电源故障，会导致直流系统无法正常工作，直流负载设备无法得到正常供电，甚至可能影响整个变电站的运行。
处理方法：一旦发现直流电源故障，应立即关闭故障电源，同时对故障设备进行检修或更换。
在此过程中，需要特别注意安全措施，确保人员和设备的安全。
直流断路器是直流系统中用于对直流线路进行控制和保护的重要设备。
直流断路器故障可能包括触头磨损、触头接触不良、弹簧失效等。
一旦直流断路器故障，会影响直流系统中的设备运行和安全。
直流系统中的直流绝缘故障可能包括绝缘老化、绝缘击穿、接地故障等。
一旦发生直流绝缘故障，会导致直流系统中设备之间或设备与地之间发生绝缘故障，可能引发电气事故。
变电站直流系统在现代变电站中扮演着非常重要的角色，对于变电站的安全稳定运行至关重要。
对于直流系统的故障处理，需要采取及时有效的措施，确保故障设备的及时维修和更换，并严格遵守操作规程和安全措施，确保人员和设备的安全。
变电站讲解直流系统
电压稳定
直流系统的电压可以通过 控制电源实现稳定输出。
节省线路成本
相同负载情况下，直流线 路所需的线缆更少，成本 更低。
直流系统的构成和原理
发电设备
太阳能电池、燃料电池等可以直接输出直流电 的发电设备。
变流装置
将交流电转化为直流电的装置，如整流器。
储能装置
将多余的电能储存在电池等设备中，以备不时 之需。
总结和展望
总结
正确认识直流系统的基本概念、构成和原理，对于有效提高其在变电站中的应用非常重要。
展望
在未来的能源转型中，直流系统将在各种电力设备中得到广泛应用，实现更加高效、智能 的电力生产和传输。
变压装置
将直流电的电压、电流等参数进行变换的装置， 如升压器、降压器等。
直流系统在变电站的应用
1
稳压调速
直流系统可以通过控制发电机输出的
电力平衡
2
电压和电流，实现更精准的稳压调速。
在电力平衡方面，直流系统可以更好
地处理间歇性发电设备所产生的电力
输出。
3
远距离输电
直流系统能够更有效地减小输电线路 的损耗，增加输电距离。
直流变电站的工作流程
电网接入
将直流发电设备输出的电力接入直流变电站。
控制管理
通过监控设备，控制发电、输电、配电等过程。
变换电压
将直流电的电压、电流等参数进行变换，以适应 不同的电网要求。
电能分配
将处理好的电能分配给不同的用户或区域。
直流系统的优势和局限性
1 优势
2 局限性
高效节能、稳定输出、易于控制。
成本较高、储能需求大、技术应用有限。
直流系统在未来能源转型中的地位和前 景
变电站讲解——直流系统
整流模块
监控系统
监控系统是整个直流系统的控制、管理核心，其主 要任务是：对系统中各功能单元和蓄电池进行长期 自动监测，获取系统中的各种运行参数和状态，根 据测量数据及运行状态及时进行处理，并以此为依 据对系统进行控制，实现电源系统的全自动管理， 保证其工作的连续性、可靠性和安全性。 监控系统目前分为两种：一种是按键型还有一种是 触摸屏型。监控系统提供人机界面操作，实现系统 运行参数显示，系统控制操作和系统参数设置。
直流系统的用途
广泛应用于水力、火力发电厂，各类变电站和其它 使用直流设备的用户(如发电厂、变电站、配电站、 石化、钢铁、电气化铁路、房地产等)，为信号设备 、保护、自动装置、事故照明及断路器分、合闸操 作提供直流电源，它也同样广泛的应用于通信部门 、计算机房、医院、矿井、宾馆，以及高层建筑的 可靠应急电源，用途十分广泛。 还有直流系统的心脏是蓄电池，对蓄电池进行科学 的维护是直流系统的核心工作。
蓄电池在充电和放电过程中，端电压的变化
很大，放电时，酸性蓄电池每个蓄电池的端 电压由2V下降到1.75-1.8V；充电时则由2.1 升高到2.6-2.7。为了维持直流母线电压的稳 定，在充放电过程中必须调整电压。在电力 系统中，多采用端电池调节器，用来调节接 到母线上蓄电池的数目，以维持直流母线的 电压。为此，将全部蓄电池分为两部分，一 部分固定不调的基本蓄电池，另一部分是可 调的端电池。在充放电过程中，通过改变段 电池的数目，达到维持母线电压基本稳定的 目的。
（3）均衡充电 阀式电池在长期浮充运行中，如发生以下情况时，需对蓄电 池进行均衡充电： A、当电池安装完毕； B、浮充运行中蓄电池间电压偏差超过规定标准时，即个别 电池硫化或电解液的密度下降，造成电压降低，容量不足； C、当交流电源中断时，放电容量超过规定（5%~10%） C10以上。 上述情况，按程序进行均衡充电。对第二种情况如果设有电 池监控装置能判断时，根据该装置监测情况进行均衡充电。 如果不准确的电池监控装置时，则根据制造厂的要求，一般 浮充运行3个月，720小时后即进行均衡充电。在投运前，对 电池进行初充电，此时用恒流为1.0I10进行充电。当单体电池 电压上升为2.35V转为恒压充电，此时充电电流减少，转为 正常运行状态，即浮充电压为2.25V。当运行720h以后进行 均衡充电，即先以1.0I10对电池充电，电池电压为2.35V转为 恒压充电。
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作用
在变电站中，直流系统为二次设备提供 可靠的电源，确保在交流电源失电的情 况下，二次设备能够正常工作，维护电 力系统的稳定运行。
直流系统组成结构
充电装置
将交流电源转换为直流 电源的装置，通常采用
高频开关电源模块。
蓄电池组
储存电能的装置，在交 流电源失电时，为二次 设备提供持续的直流电
源。
直流馈线屏
01
02
03
04
电源故障
检查电源线路和开关，更换损 坏的电源模块或保险丝。
电池故障
对电池进行充放电测试，更换 老化或损坏的电池。
充电模块故障
检查充电模块的输入输出电压 和电流，更换故障模块。
监控系统故障
检查监控系统的硬件和软件， 恢复或更换故障部件。
预防性维护与保养措施
定期检查
定期对直流系统的各个部件进行 检查，包括电源、电池、充电模
直流馈线屏
将直流电源分配至各个用电设备，实现直流电源的合理分配 和供电。直流馈线屏的配置需根据用电设备的数量和功率进 行选择。
充电装置
为蓄电池组提供充电电流，确保蓄电池组在浮充或均充状态 下保持充足电量。充电装置的配置需根据蓄电池组的容量和 充电要求进行选择。
监控系统
实时监测直流系统的运行状态和参数，及时发现并处理故障， 确保直流系统的稳定运行。监控系统的配置需根据变电站的 规模和实际需求进行选择。
确保直流系统设备的高质量和可靠性，降低故障率。
设立安全防护区域
在变电站内划定直流系统安全防护区域，限制非授权人员进入。
定期进行安全检查和评估
对直流系统进行定期的安全检查和评估，及时发现和消除安全隐患。
变电站直流系统讲解
号采集并处理，同时提供声光告警； (5)监控模块：进行系统管理，主要为电池管理和后台远程监控；
对下级智能设备实施数据采集并加以显示； (6)绝缘监测仪：实现系统母线和支路的绝缘状况监测，产生告警
流母线。 ➢ 直流馈线：直流馈线屏至直流小母线和直流分电屏的直流电源电
缆。 ➢ 均衡充电：用于均衡单体电池容量的充电方式，一般充电电压较
高，常用作快速恢复电池容量。 ➢ 浮充电：保持电池容量的一种充电方法，一般电压较低，常用来
平衡电池自放电导致的容量损失，也可用来恢复电池容量。
第二部分 直流系统组成及部件的作用
平衡电池自放电导致的容量损失，也可用来恢复电池容量。
第二部分直流系统组成及部件的作用
第一小节 变电站直流系统的基本概念
➢ 正常充电：蓄电池正常的充电过程，即由均充电转到浮充电的过 程；
➢ 定时均充：为了防止电池处于长期浮充电状态可能导致电池单体 容量不平衡，而周期性地以较高的电压对电池进行均衡充电；
变电站直流系统讲解
第一部分 直流系统的作用
第一小节 直流系统作用
➢ 直流系统是给信号设备、保护、自动装置、事故照明、应急电 源及断路器分、合闸操作提供直流电源的电源设备。直流系统是 一个独立的电源，它不受发电机、厂用电及系统运行方式的影响， 并在外部交流电中断的情况下，保证由后备电源(蓄电池)继续提 供直流电源的重要设备。
第一小节 变电站直流系统的基本概念
➢ 直流母线：直流电源屏内的正、负极主母线。 ➢ 合闸母线：直流电源屏内供断路器电磁合闸机构等动力负荷的直
流母线。 ➢ 直流馈线：直流馈线屏至直流小母线和直流分电屏的直流电源电
直流系统基础知识讲解大全
直流系统基础知识讲解大全直流系统概述变电站为什么要采用直流系统，与交流系统相比有哪些优势1. 电压稳定好,不受电网运行方式和电网故障的影响,单极接地仍可运行。
2. 单套直流系统一般有二路交流输入（自动切换），另有一套蓄电池组，相当于有三个电源供电，供电可靠高。
3. 直流继电器由于无电磁振动、没有交流阻抗，损耗小，可小型化，便于集成。
4. 如用交流电源，当系统发生短路故障，电压会因短路而降低，使二次控制电压也降低，严重时会因电压低而使断路器跳不开！直流电源系统的作用1. 直流系统是给信号及远动设备、保护及自动装置、事故照明、断路器（开关）分合闸操作提供直流电源的电源设备。
直流系统是一个独立的电源，在外部交流电中断的情况下，由蓄电池组继续提供直流电源，保障系统设备正常运行。
2. 直流系统的用电负荷极为重要，对供电的可靠性要求很高，直流系统的可靠性是保障变电站安全运行的决定性条件之一。
3. 在系统发生故障，站用电中断的情况下，如果直流电源系统不能可靠地为工作设备提供直流工作电源，将会产生不可估计的损失。
直流电源系统的组成直流系统包括：交流输入、充电装置、蓄电池组、监控系统（包括监控装置、绝缘监测装置等）、放电装置（可选）、母线调压装置（可选）、馈线屏等单元组成。
直流系统结构框图及常用术语蓄电池组用电气方式连接起来的两个或多个单体蓄电池。
蓄电池能将所获得的电能以化学能的形式贮存并将化学能转变为电能的一种电化学装置。
充电模块将交流电整流成直流电的一种换流设备，其主要功能是实现正常负荷供电及蓄电池的均/浮充功能。
合闸母线直流电源屏内供断路器操作机构等动力负荷的直流母线。
控制母线直流电源屏内供保护及自动控制装置、控制信号回路等的直流母线。
合闸母线与控制母线的区别是什么控制母线提供持续的，较小负荷的直流电源；而合闸母线提供瞬时较大的电源，平时无负荷电流。
在合闸时电流较大，会造成母线电压的短时下降。
控母电压一般为220V，合母电压稍高一些，一般为240V。
变电站直流系统知识
2.4阀控式铅酸蓄电池的结构
2.5 阀控式蓄电池的运行参数 浮充电压：厂家规定为2.23--2.28V×N，我们取2.25×N
N=104 234V N=106 238.4V N=108 243V 均充电压：厂家规定为2.30--2.35V×N，我们取2.35×N
N=104 244.4V N=106 249. 1V N=108 253V 南桥蓄电池为104只，马家磅、郢中、胡集为106只，长林、枣山为108只 浮充电流：在25℃时，浮充电流小于2mA/AH, 浮充电压的调整：温度每升高或下降5℃电压校正系数相应减少或增加15mV 阀控式蓄电池的使用环境：5--30 ℃ 充电机的直流输出纹波系数<2%
6、稳流精度检查：充电机在充电（稳流）状态下，交流输入电压在 ±10%Un范围内变化，输出电流在20%--100%范围内的任一数值上 稳定，充电电压在规定的调整范围内变化时，其稳流精度应符合规定 值。
I
(Im - IZ ) 100% Iz
式中：δI--稳流精度； Im --输出电流波动极限值； Iz --输出电流整定值。
直流接地故障的危害
当直流系统正极接地时，将会有造成保护误动的可能； 当直流系统负极接地时，将会有造成保护拒动的可能。 因此，当正极发生一点接地后，危害性很大
直流系统中有一点接地是不会对直流系统造成直接 危害的，但是必须及时消除故障，否则在直流系统中再有 一点接地就可能造成对整个电力系统的严重危害。
蓄电池实际容量与放电电流的大小关系甚大，以大电流放电，到达 终止电压的时间就短；以小电流放电，到达终止电压的时间就长。
2.2 铅酸蓄电池的电化学原理
铅酸蓄电池的工作原理可知，在放充电过程中有如下反应过程：
正极
变电站直流系统介绍及常见故障处理
变电站直流系统介绍及常见故障处理变电站直流系统是变电站中的一个重要部分，主要负责向高压设备提供稳定而可靠的直流电源。
在变电站中，直流电源的稳定性和可靠性对于正常的电网运行至关重要。
因此，直流系统的故障处理和维护是变电站日常运行中必须关注的问题。
一、直流系统的组成变电站直流系统一般由以下几个部分组成：1. 直流电源：直流电源通常是由整流桥、滤波器和电池组成。
直流电源向直流系统提供稳定的电压和电流，以保证高压设备的正常运行。
2. 直流柜：直流柜是指用于管理、分配和保护直流系统的设备。
直流柜一般包括两部分：主柜和监控柜。
主柜负责直流系统的分配和保护，而监控柜则负责监控直流系统的状态。
3. 直流回路：直流回路是变电站直流系统的基础，它连接了变电站中的各个直流设备，包括直流电源、直流柜、控制设备和保护设备等。
直流回路必须具备高的稳定性和可靠性，以确保高压设备的正常运行。
变电站直流系统的故障处理可以分为两部分：故障排除和维护。
1. 故障排除变电站直流系统的故障主要包括以下几类：（1）电池故障：电池老化、电解液涨裂、内阻过大等问题都会导致电池电压下降或无法供电。
解决方法：更换电池或梯级充电。
（2）整流装置故障：整流装置损坏或整流管故障会导致直流电源无法输出或输出电压不稳定。
解决方法：更换整流装置或整流管。
（3）短路故障：直流回路中发生短路故障会导致直流电源无法正常供电或直流设备损坏。
解决方法：检修直流回路，定位短路点，更换受损设备。
（4）控制设备故障：控制设备损坏或程序出错会导致直流设备无法正常控制。
解决方法：更换控制设备或修复程序。
2. 维护为了保证直流系统的稳定性和可靠性，需要定期对直流系统进行维护。
维护工作主要包括以下几个方面：（1）电池充电：定期对直流系统中的电池进行充电，以保证其电量充足。
（2）设备维护：定期对直流设备进行检查和维护，以确保其正常运行。
（3）安全检查：定期对直流系统的安全设施进行检查和测试。
变电站直流系统
第九章 变电站二次回路供电的电源称为操作电源。操作电源不但给变电站中的控制、信号、继电保护、监控计算机、自动装置、断路器的操作等提供可靠、稳定的工作电源，保证其正常工作，在交流电源中断时，还可以给事故照明及交流不停电电源等负荷供电。操作电源十分重要，其可靠性是保证变电站安全运行的重要条件之一。按电源的性质，操作电源可分为交流操作电源和直流操作电源两种。
采用交流操作电源有利于简化二次接线，节约投资，减少运行维护工作。但是其可靠性比直流操作电源低，而且交流操作的继电器还不够成熟，断路器交流合闸操动机构也不如直流可靠，因此一般仅用于小型变电站。
二、直流操作电源
直流操作电源分为带电容储能的硅整流直流电源、复式整流直流电源、蓄电池组直流电源和电源变换式直流电源等几种。其中蓄电池组直流电源和电源变换式直流电源属于独立式直流操作电源，其直流输出不受交流电源的影响。带电容储能的硅整流直流电源和复式整流直流电源则属于非独立式直流操作电源，当一次交流系统发生故障时，将直接影响其直流输出，有可能使其不能满足直流负荷的要求，其应用较少。
复式整流直流电源包括两部分；由站用交流电源经整流后作为一路电源，这是电压源部分，电压源一般由两条独立的回路供电，例如分别取自站用变压器和外接高压系统电源的变压器；电流互感器(例如变电站电源进线断路器的套管电流互感器)的输出经电压变换及整流后作为另一路电源，这是电流源部分。这两部分需合理配合，要有一定工作重合区域，电压源因电压降低退出工作前，电流源应进人工作，从而能够不问断地给直流负荷提供电源，保证供电的可靠性。
3．蓄电池组直流电源
蓄电池是一种可多次重复使用的化学电源。它可将储备的化学能转变为电能供给负荷，这一过程称为放电；当参加反应的物质以电能的形式释放完毕之后，可用充电器对其输入直流电能，将电能转变为化学能，这一过程称为充电。大中型变电站一般都采用将若干个蓄电池连接组成的蓄电池组作为直流操作电源，它是一种独立式电源系统，与一次系统的运行方式无关，在一次系统发生故障，甚至在变电站失去全部交流电的情况下，仍能在一定时间内可靠工作，以保证直流负荷的正常工作，因此具有较高的供电可靠性和稳定性。而且蓄电池电压平稳，容量较大，能够适用任何复杂的继电保护和自动装置，对于各种类型的断路器都可以用直流操动机构进行远距离操作。蓄电池组直流电源的主要缺点是其运行维护复杂，工作量大，寿命较短，价格昂贵，需要配备充电、通风等辅助设备和专用房间，增大了投资，而且空气中可能存在硫酸的挥发物，对人的身体健康有一定的影响。对大中型变电站来说，对操作电源可靠性的要求较高，因此蓄电池组直流电源在大中型变电站中得到广泛应用。
变电站直流系统介绍及常见故障处理
变电站直流系统介绍及常见故障处理随着电力系统的不断发展，变电站直流系统已经成为了电力系统中不可或缺的一部分。
变电站直流系统提供了一块可靠的电源，它为变电站中的高压设备和保护设备提供稳定的直流电源，同时通过信号传输，保证了电力系统中各个设备的协调运行。
一、变电站直流系统组成变电站直流系统主要由直流配电装置、直流控制装置、直流回路及其组成部件和组件间接线等组成。
其中直流配电装置是变电站直流系统的一项关键设备，它主要包括整流变压器、整流器、滤波器、分配开关和控制电路等部分。
整流变压器将高压输电系统中的交流电源降压或升压变换为直流电源，然后经过滤波器后输出稳定、纯净的直流电源，并通过分配开关分配给整个变电站中的各个直流回路。
直流控制装置是变电站直流系统的另一项关键设备，它主要由控制电路、监测电路、操作单元、保护单元和维护单元等组成。
直流控制装置根据运行要求，通过控制电路对直流回路中的电流、电压和功率等参数进行监测和调节，确保变电站直流系统的正常运行。
1、整流变压器高温故障整流变压器的高温故障可能会导致直流回路系统短路甚至爆炸，严重威胁变电站的安全运行。
当出现高温故障时，需要立即停用整流变压器，并检查故障原因，如是绝缘不良可进行绝缘测试并更换损坏部位，如是冷却系统问题则需要对冷却系统进行清洁以保证正常运行。
2、滤波器失效故障滤波器失效会导致直流回路中出现大量的交流干扰，影响电力系统的运行。
当出现滤波器失效故障时，需要使用专业仪器对滤波器进行测试，查明故障原因，并及时更换滤波器。
3、直流回路接地故障直流回路接地故障会降低直流回路的效率，同时还会引起电路短路和系统故障。
当出现直流回路接地故障时，需要对直流回路进行断电检查，查明接地点和接地导线的问题，并及时处理。
4、直流控制装置故障直流控制装置故障会导致直流回路无法进行有效的控制和调节，影响电力系统的正常运行。
当出现直流控制装置故障时，需要对装置进行检查和测试，查明故障原因，并及时修理或更换故障部件。
变电站直流系统简介
变电站直流系统简介第一章直流及不间断电源系统第一节概述为供给继电保护、控制、信号、计算机监控、事故照明、交流不间断电源等直流负荷，变电站内应设由蓄电池供电的直流系统。
第二节站内直流母线接线方式简介一、变电所直流系统典型接线变电站常用的直流母线接线方式有单母线分段和双母线两种。
双母线突出优点在于可在不间断对负荷供电的情况下，查找直流系统接地。
但双母线刀开关用量大，直流屏内设备拥挤，检查维护不便，新建的220-500kv变电站多采用单母线分段接线。
220kv变电所直流系统典型接线：（如下图10-1）220kv变电所直流系统典型接线：（如下图10-2）二、站内直流电压特点的简介：变电所的强电直流电压为：110V或220V，弱电直流电压为48V。
强电直流采用110V的优点：1）蓄电池个数少，降低了蓄电池组本身的造价，减少蓄电池室的建筑面积，减少蓄电池组平时的维护量。
2）对地绝缘的裕度大，减少直流系统接地故障的机率，在一定程度上提高直流系统的可靠性。
3）直流回路中触点的断开时，对连接回路产生干扰电压，直流用110V时，能降低干扰电压幅值。
4）对人员较安全，减少中间继电器的断线故障。
强电直流采用110V的缺点：1）变电站占地面积大，电缆截面大，给施工带来困难。
2）一般线路的高频保护的收发信机输出功率大小与直流电压有关，对长线路的保护不利。
3）交流的220V照明电源和110V的直流电源无法直接切换，需增加变压器和逆变电源，增加事故照明回路的复杂性。
4）在站内有大容量直流电动机的情况下，增大电缆截面，增加投资。
基于技术和经济上的考虑，对于采用集中控制（电缆线较长）的220-500kV 变电站，强电直流系统的工作电压宜选用220V。
当变电站规模较小或全户内的220kV变电所情况下，控制电缆长度较小时，强电直流系统的工作电压宜选用220V。
500KV变电所多采用分布式控制方式，二次设备分部控制，在主控室和分控室都设有独立的直流系统控制，电缆的长度大大缩短，变电所的蓄电池组数多。
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整流模块系统
电力整流模块就是把交流电整流成直流电的单机模 块，通常是以通过电流大小来标称（如2A模块、5A 模块、10A模块、20A模块等等），按设计理念的 不同也可以分为：风冷模块、独立风道模块、自冷 模块、自能风冷模块和自能自冷模块。 它可以多台并联使用，实现了N+1冗余。模块输出 是110V、220V稳定可调的直流电压。模块自身有 较为完善的各种保护功能如：输入过压保护、输出 过压保护、输出限流保护和输出短路保护(为什么装 保护)等。
直流系统的用途
广泛应用于水力、火力发电厂，各类变电站和其它 使用直流设备的用户(如发电厂、变电站、配电站、 石化、钢铁、电气化铁路、房地产等)，为信号设备 、保护、自动装置、事故照明及断路器分、合闸操 作提供直流电源，它也同样广泛的应用于通信部门 、计算机房、医院、矿井、宾馆，以及高层建筑的 可靠应急电源，用途十分广泛。 还有直流系统的心脏是蓄电池，对蓄电池进行科学 的维护是直流系统的核心工作。
整流模块
监控系统
监控系统是整个直流系统的控制、管理核心，其主 要任务是：对系统中各功能单元和蓄电池进行长期 自动监测，获取系统中的各种运行参数和状态，根 据测量数据及运行状态及时进行处理，并以此为依 据对系统进行控制，实现电源系统的全自动管理， 保证其工作的连续性、可靠性和安全性。 监控系统目前分为两种：一种是按键型还有一种是 触摸屏型。监控系统提供人机界面操作，实现系统 运行参数显示，系统控制操作和系统参数设置。
监控系统
监控系统
绝缘监测单元
直流系路对地漏电 阻，此数值可根据具体情况设定。当线路对 地绝缘降低到设定值时，就会发出告警信号 。直流系统绝缘监测单元目前有母线绝缘监 测、支路绝缘监测。
绝缘监测单元
当绝缘值低于10KΩ时，装置开始报警。
供电中心内线培训
变电站讲解——
直流系统
2016年8月16日
直流系统
直流电源系统
蓄电池
UPS交流 不停电电源
直流系统的设计
什么是直流系统
直流系统是应用于水力、火力发电厂，各类变电站 和其它使用直流设备的用户，为给信号设备、保护 、自动装置、事故照明、应急电源及断路器分、合 闸操作提供直流电源的电源设备。 直流系统是一个独立的电源，它不受发电机、厂用 电及系统运行方式的影响，并在外部交流电中断的 情况下，保证由后备电源—蓄电池继续提供直流电 源的重要设备。直流屏的可靠性、安全性直接影响 到电力系统供电的可靠性和安全性。直流系统是以 电池容量标称,如65AH,常用名称:GZDW-65AH, 。
直流系统的构成
一部份是电池屏,另一部份是直流充电屏（直流屏） 。 电池屏就是一个可以摆放多节电池的机柜（ 800×600×2260）。电池屏中的电池一般是由2V12V的电池以9节到108节串联方式组成，对应电的 电压输出也就是110V或220V。目前使用的电池主 要是阀控式密封免维护铅酸电池。 直流屏主要是由机柜、整流模块系统、监控系统、 绝缘监测单元、电池巡检单元、开关量检测单元、 降压单元及一系列的交流输入、直流输出、电压显 示、电流显示等配电单元。
开关量检测单元
开关量检测单元是对开关量在线检测及告警
干节点输出的一种设备。比如在整套系统中 哪一路断路器发生故障跳闸或者是哪路熔断 器熔断后开关量检测单元就会发出告警信号 ，并能通过监控系统显示出是哪一路断路器 发生故障跳闸或者是哪路熔断器熔断。目前 开关量检测单元可以采集到1-108路开关量和 多路无源干节点告警输出。
配电单元
配电单元主要是直流屏中为实现交流输入、
直流输出、电压显示、电流显示等功能所使 用的器件如：电源线、接线端子、交流断路 器、直流断路器、接触器、防雷器、分流器 、熔断器、转换开关、按钮开关、指示灯以 及电流、电压表等等
电池容量选择和模块的配置
电池容量选择要进行直流负荷的统计，直流负荷按性质分为经常负荷 、事故负荷、冲击负荷。 经常负荷主要是保护、控制、自动装置和通信设置。 事故负荷是指停电后必须由直流系统供电的负荷，如UPS、通信设 置等。 冲击负荷是指极短时间内施加的大电流负荷，比如断路器分、合闸操 作等。 根据上述三种直流负荷统计就可以计算出事故状态下的直流持续放电 容量。一般在220KV的变电站直流系统的蓄电池要选择两组电池，电 池容量是150AH-200AH，110KV的变电站直流系统的蓄电池要选择 一组电池，池容量是100AH-150AH（本站为300AH），35KV的变电 站直流系统的蓄电池要选择一组电池，池容量是50AH-100AH。模块 数量的配置是要全部模块出额定电流总值要≥最大经常负荷加蓄电池 充电电流.(蓄电池充电电流是按0.1c-0.2c10).如100AH的蓄电池组其 充电电流是0.1c*100=10A,在不计算经常负荷的情况下选用额定电流 5A电流的模块和话2台模块就可以满足对蓄电池的充电，要实现N+1 冗余总共选择3台5A模块。
降压单元
降压单元就是降压稳压设备，是合母电压输入降压 单元，降压单元再输出到控母，调节控母电压在设 定范围内（110V或220V）。当合母电压变化时， 降压单元自动调节，保证输出电压稳定。降压单元 也是以输出电流的大小来标称的。降压单元目前有 两种，一种是有级降压硅链，一种是无级降压斩波 。有级降压硅链有五级降压和七级降压，电压调节 点都是3.5V，也就是说合母电压升高或下降3.5V时 降压硅链就自动调节稳定控母电压。无级降压斩波 就是一个降压模块，它比降压硅链体积小，它没有 电压调节点所以输出电压也比降压硅链要稳定，还 有过压、过流、和电池过放电等功能。不过目前无 级降压斩波技术还不是很成熟常发生故障，所以还 是降压硅链使用效广泛
电池巡检单元
电池巡检单元就是对蓄电池在线电压情况巡
环检测的一种设备。可以实时检测到每节蓄 电池电压的多少，当哪一节蓄电池电压高过 或低过设定时，就会发出告警信号，并能通 过监控系统显示出是哪一节蓄电池发生故障 。电池巡检单元一般能检测2V-12V的蓄电池 和巡环检测1-108节蓄电池。
电池巡检单元